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各元素在钢中的作用(粉末冶金)

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碳在钢中作用 (一)、碳(C):钢中含碳量增加,屈服点和抗拉强度升高,但塑性和冲击性降低,当碳量0.23%超过时,钢的焊接性能变坏,因此用于焊接的低合金结构钢,含碳量一般不超过0.20%。碳量高还会降低钢的耐大气腐蚀能力,在露天料场的高碳钢就易锈蚀;此外,碳能增加钢的冷脆性和时效敏感性。 (二)、C 扩大γ相区,但因渗碳体的形成,不能无限固溶。在α铁及γ铁中的最大溶解度分别为 0.02%及 2.1% 随含量的增加,提高钢的硬度和强度,但降低其塑性和韧性 氮在钢中作用 (一)、氮(N):氮能提高钢的强度,低温韧性和焊接性,增加时效敏感性。 (二)、N 扩大γ相区,但由于形成氮化铁而不能无限固溶;在α铁及γ铁中的最大溶解度分别约 0.1%及 2.8%。不形成碳化物,氮与钢中其他合金元素形成氮化物,如 TiN,VN,AlN 等,有固溶强化和提高淬透性的作用,但均不太显著。由于氮化物在晶界上析出,提高晶界高温强度,从而增加钢的蠕变强度。在奥氏体钢中,可以取代一部分镍。与钢中其他元素化合,有沉淀硬化作用;对钢抗腐蚀性能的影响不显著,但钢表面渗氮后,不仅增加其硬度和耐磨性能,也显著改善其抗蚀性。在低碳钢中,残余氮会导致时效脆性。 (三)、钢中添加N 的作用 炼钢过程中钢液从炉气中吸收氮 1、钢液中溶解的氮在凝固过程中因溶解度降低而析出,并与钢中的Si、Al、Zr 等元素化合,生成SiN、AlN 、ZrN 等氮化物。少量氮化物能细化钢的晶粒。氮休物多时,会使钢的塑性和韧性降低。 2、氮属于扩大奥氏体区元素,在钢中可部分代替镍的作用,是铬锰氮不锈钢中的合金元素,,在超低碳不锈钢中,可代替碳的作用,提高钢的强度。 硅在钢中作用 (一)、硅(Si):在炼钢过程中加硅作为还原剂和脱氧剂,所以镇静钢含有 0.15-0.30%的硅。如果钢中含硅量超过0.50-0.60%,硅就算合金元素。硅能显著提高钢的弹性极限,屈服点和抗拉强度,故广泛用于作弹簧钢。在调质结构钢中加入 1.0-1.2%的硅,强度可提高15-20%。硅和钼、钨、铬等结合,有提高抗腐蚀性和抗氧化的作用,可制造耐热钢。含硅 1-4%的低碳钢,具有极高的导磁率,用于电器工业做矽钢片。硅量增加,会降低钢的焊接性能。 (二)、硅:Si 在白口铸铁中是被限制的元素,因为 Si 增加碳的活性,容易促使石墨形成,阻止白口产生。另外,硅降低淬透性,容易促使形成珠光体,影响材料耐磨性。低合金白口铸铁中w(Si)=1%左右,高铬白口铸铁含硅量常控制在w(...

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